首都師范大學(xué)證實(shí)液態(tài)水可產(chǎn)生太赫茲波
液態(tài)水具有吸收太赫茲光波的性能,因此一直被認(rèn)為不可能充當(dāng)太赫茲波的光源。但近日,首都師范大學(xué)特聘教授張希成帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)利用飛秒激光脈沖首次證明,液態(tài)水也能產(chǎn)生太赫茲波。發(fā)表在最新一期《應(yīng)用物理快報(bào)》上的這一重要研究成果,將為太赫茲波在無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸、工業(yè)質(zhì)量管控及高清成像等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用提供一種全新的可能。 太赫茲波也叫遠(yuǎn)紅外波,是頻率在0.1到10太赫茲范圍的電磁波。由于頻率很高、脈沖很短,太赫茲波時(shí)間和空間的分辨率都很高,且太赫茲能量很小,不會(huì)對(duì)物質(zhì)產(chǎn)生破壞作用,所以與X射線(xiàn)相比,太赫茲成像技術(shù)和波譜技術(shù)更具優(yōu)勢(shì),在寬帶通信、醫(yī)學(xué)成像、無(wú)損檢測(cè)、安全檢查、糧種菌種選擇等方面具有廣闊的前景。 太赫茲波是指頻率在1THz到10THz范圍的電磁波(光行天下配圖) 物質(zhì)有四種狀態(tài):固態(tài)、氣態(tài)、液態(tài)和等離子態(tài),之前研究已經(jīng)證明,固態(tài)、氣態(tài)和等離子態(tài)物質(zhì)都可以用來(lái)產(chǎn)生太赫茲波,但液態(tài)物質(zhì)產(chǎn)生太赫茲波還沒(méi)獲得證明。 新研究中,張希成團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造性地利用自由流動(dòng)的一層超薄水膜(不到200微米厚),成功讓液態(tài)水產(chǎn)生太赫茲波,從而將液態(tài)物質(zhì)囊括進(jìn)太赫茲光源的隊(duì)伍。他們向水膜內(nèi)聚焦飛秒激光脈沖,將水分子離子化,產(chǎn)生自由電子,最終放射出太赫茲波。 研究人員還發(fā)現(xiàn),與之前發(fā)現(xiàn)的空氣等離子體等其他太赫茲光源相比,來(lái)自液態(tài)水的太赫茲波表現(xiàn)出完全不同的特性。比如,對(duì)空氣等離子體來(lái)說(shuō),激光脈沖持續(xù)時(shí)間越短,產(chǎn)生的太赫茲波越多,而液態(tài)水恰恰相反,激光脈沖持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng),液態(tài)水產(chǎn)生的太赫茲波越多。另外,液態(tài)水產(chǎn)生的太赫茲波的強(qiáng)度與激光束的偏振有關(guān),而激光束偏振幾乎不會(huì)對(duì)空氣等離子體產(chǎn)生的太赫茲波強(qiáng)度產(chǎn)生任何影響。 |